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1、如圖1可見,隨著太陽能板溫度的增加,除了短路電流有0. 14A/℃的小幅上升外,開路電壓,填充因子,轉換效率均線性減小口其中開路電壓降幅達1. 41mV/℃,填充因子下降0. 05%/℃,效率降幅達0.06%/℃。電池性能下降的主要原因是隨著溫度的上升暗電流急劇增加。
圖1 溫度對太陽能板輸出參數的影響
對太陽能板而言,暗電流不僅包括PN結的反向飽和電流,還包括電池的薄層漏電流和體漏電流。暗電流的來源主要有兩個方面,一方面來自不可避免的輻射復合,另一方面是電池材料及電池制備過程中形成的缺陷和引進的雜質。這些缺陷和雜質形成大量的復合中心,損失光生載流子。
圖4 不同溫度下的的暗電流曲線
為了具體研究不同成分的暗電流對太陽能板的影響,定義輻射復合權重:在電池開路電壓處,即輸出電流為0時,的比值。分別取nt =1x1010 cm-3,nt =1x1015 cm-3,nt =1x1016 cm-3進行模擬計算,分別繪制溫度對輻射復合權重及轉化率的影響,如圖5、6。
圖5 不同nt 下輻射復合權重與溫度的關系
由圖5可知,復合中心濃度為1x1010 cm-3時,幾乎不隨溫度變化,值約為1,這說明復合中心引起的暗電流可以忽略不計,電流的損失主要是輻射復合;復合中心濃度為1x1016 cm-3時,值約為0,這時輻射復合引起的暗電流可以忽略,暗電流主要由缺陷雜質形成的復合中心貢獻,光生載流子經復合中心,大量損失;復合中心濃度為1x1015 cm-3時,二者形成的復合電流相當,隨著溫度的升高,復合中心的影響越米越大。
圖6 不同nt
下轉化率與溫度的關系